中国风洞技术现在牛到什么程度?国外同行来求合作的时候,眼睛都直了。JF22超高速风洞一亮相,就把全球的目光吸引过来。它能模拟35倍音速的环境,速度每秒10公里,温度高到能熔化大部分金属。

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关键是,这项技术不是天上掉下来的,而是从上世纪50年代起步,一步步靠实打实的实验堆出来的。领头人俞鸿儒,是钱学森和郭永怀的学生,他那时候带着团队,用爆炸驱动的方式搞激波管,过程中炸了不知多少次,才奠定基础。

1956年,俞鸿儒考进中国科学院力学研究所,当研究生。导师是郭永怀,钱伟长也给过指导。郭永怀刚从国外回来,带着先进想法,力学所那时候条件差,但大家劲头足。俞鸿儒很快就上手,专攻气体动力学,尤其是激波现象。

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1957年,郭永怀直接找他,交代任务:国家资金电力都紧巴巴的,常规风洞造不起,得试试激波管这条低成本路子。俞鸿儒接下这活儿,从此一头扎进去。

激波管就是用爆炸产生冲击波,来模拟高速飞行条件。国际上知道这危险,容易炸实验室,没几个人敢大规模搞。俞鸿儒团队为了省钱,用铸铁管代替不锈钢,这在当时被国外媒体当成笑话。

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1958年,他们造出中国第一台激波管,成本低,效果却不错。贺龙元帅还来看过,认可了前景。但好景不长,实验过程中爆炸频发。第一次大爆炸就把窗户震碎,团队分析原因,继续改。钱学森知道后,没批评,反而支持,说从失败中找经验。

1963年那次是最严重的一次,研制JF4A型风洞时,整栋楼塌了。金属碎片穿墙,好在提前撤人,没伤亡。从这些事故里,他们摸出氢气浓度控制的门道,避免了不稳定爆轰。这成了后来技术核心。

1969年,JF8激波风洞建成了,只花8万元。同期北京大学一个小风洞就80万,差了十倍。JF8马上用上,东风5洲际导弹的气动参数靠它测出。70年代,返回式卫星的加热数据、潜艇导弹天线热流问题,也都解决了,避免了不少事故。

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俞鸿儒没歇着,转而想反过来利用爆轰驱动。以前都避开爆轰,现在他要主动用。1988年,他去德国亚琛工业大学验证想法,回来就干。十年后,JF10建成,这是世界首座爆轰驱动高焓激波风洞。后来又搞出双爆轰技术,打破国外垄断。

这些积累直接铺路给后来的大项目。2012年,JF12复现风洞验收通过,全长265米,能模拟5到9马赫,实验时间稳在100毫秒,国外同类设备顶多30毫秒。JF12用上后,在国家任务中发挥大作用。2016年,他们还因此拿了国家科技进步奖特等奖。

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2023年,JF22超高速风洞亮相,这家伙更猛。能达35马赫,瞬时功率15000兆瓦,相当于三峡大坝的三分之二。内壁扛住18000℃高温,全球没几个国家能造。JF22用正向爆轰驱动,试验时间长,参数领先。

两台风洞一结合,中国覆盖了高超音速全飞行走廊,成了唯一有这能力的国家。绵阳风洞群规模大,什么类型都有;沈阳哈尔滨侧重中低速;北京力学所专注高速,JF12和JF22都在那儿。整个体系从亚音速到35马赫,全覆盖,还能模拟气体解离电离。